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交通部運輸研究所中文版交通部運輸研究所Institute of Transportation, MOTC

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港灣技術季刊

篇名 離岸風電基樁單樁淘刷之探討
作者 衛紀淮
摘要

      在海洋環境中放置一個結構物,勢必造成流場的改變,流場局部加速度及紊流的產生,也提升了泥沙傳輸的淺能,所以更多的泥沙受到抬升後被水流帶走,這種局部侵蝕的現象稱為淘刷,因為結構物需要底床泥沙去平衡基樁載重,固其對於結構之穩定性影響甚鉅。 
      現今對於淘刷的文獻中,探討的幾乎都是相對細基樁之淘刷,其物理機制主要是因為水流經過基樁,由於黏滯力的作用,在靠近基樁表面的流體會出現邊界層而產生分離,因此產生渦流,而渦流則是造成淘刷之主因(Sumer,2002)。但在相對粗大之基樁,水流方離的效應不明顯,相對地,其造成波場的折射跟繞射現象效應才是造成淘刷的原因,而粗基樁造成的淘刷程度相比細樁來說小很多(Haddorp,2005)。 
      在設計離岸風電基樁的實際案例中,除了考量一般季風條件下之最大平衡淘刷深度以外,還須考慮極端氣候狀態下之平衡淘刷深度,在一般季風條件下,其物理現象大都接近於粗樁,但是在極端氣候,本研究考慮各迴歸週期之極端颱風條件下,由於海氣象條件的改變,其物理現象則接近於細樁,而極端颱風下之波浪尖銳度,有可能超過極限而產生碎波,碎波對於淘刷深度之影響有加成之效果,可能造成嚴重之淘刷進而影響結構物之安全(Sumer and Fredsøe,2001)。 
      本研究使用交通部運輸研究所於臺中港長期之波流觀測資料(邱永芳、蔡立宏、廖慶堂等,2017),配合離岸風電基樁實際設計條件(台灣電力公司,2015),推算基樁單樁之淘刷深度,以供未來相關港灣工程參考。 

頁數 11
出版年份 109
出版月份 10

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